LFMCW雷达中频接收机设计：高精度近距离探测与雷达成像

LFMCW雷达中频接收机的设计与实现主要探讨了一种线性调频连续波雷达系统的创新设计，其系统结构具备高效和无距离盲区的优势，适用于近距离高分辨率探测。本文的核心是中频接收机的设计，包括硬件和软件部分。 硬件设计方面，接收机的关键组件包括信号源1和2，以及压控振荡器VCO。通过利用线性调频原理，当目标回波经过调制后，接收机接收到的中频信号是发射载波的调频斜率μVCO与目标回波延迟τ的函数。通过计算中频信号的基带信号频率fB，可以直接推算出目标的距离，因为fB与τ之间存在线性关系。 软件设计部分着重于模拟信号的数字化处理。使用了AD8347作为射频信号处理器，它具有宽广的输入范围（800MHz～2.7GHz）和良好的解调性能，适合处理1.2GHz的中频信号，并能适应基带信号的窄带特性（160kHz）。AD8347的高精度，如正交误差小于1°和振幅平衡达到0.3dB，保证了信号的准确转换。此外，AD9248-65模数转换器被选用，其14位双通道、高达65MSPS的采样速率，确保了数据的高速、高质量采集。 系统参数的选择，如调频斜率μ、最大作用距离Rmax（100m）和光速c，共同决定了基带信号的最大频率fBmax（160kHz），这为后续的信号处理和雷达成像提供了明确的参数范围。这种接收机设计不仅能够精确地测量目标距离，还能够处理和存储数据，以便后续进行图像重建。 本文详细介绍了LFMCW雷达中频接收机如何通过精心设计的硬件和软件组件，实现对目标回波的高效处理，从而在近距离环境下提供高分辨率的探测能力，并为后续的成像分析提供基础数据。